Многоканальный полярный коррелятор

 

Изобретение относится к специализированным вычислительным устройствам, предназначенным для определения корреляционных функций случайных процессов. Техническим результатом является простота схемного решения многоканального полярного коррелятора и повышение надежности функционирования схемы. Многоканальный полярный коррелятор состоит из кольцевого распределителя 1, содержащего генератор тактовых импульсов 11 и триггеры 2₁-2_n, усилителя-ограничителя 3, ключевых схем 4₁-4_n, первого и второго логических элементов И 5 и 9, логического элемента ИЛИ 6, элемента НЕ 7, запоминающего элемента 8 и счетчиков импульсов 10₁-10_n. За счет того что многоканальный полярный коррелятор выполнен с возможностью изменения числа триггеров кольцевого распределителя, коррелятор обеспечивает изменение диапазона исследования случайных процессов. 1 ил.

Изобретение относится к специализированным вычислительным устройствам, предназначенным для определения корреляционных функций случайных процессов.

Широкий класс корреляторов описан в [1].

Аналогом является многоканальный полярный коррелятор по авторскому свидетельству 327495 [2], состоящий из кольцевого распределителя 1, содержащего генератор тактовых импульсов 11 и триггеры 2, вспомогательных триггеров 3 и 4, ключевых схем первой группы 5₁-5_n, ключевых схем второй группы 5₁-5_m, диодов 6 и 7, усилителя-ограничителя 8, логического элемента И 9 и счетчиков импульсов 10. Однако данный многоканальный полярный коррелятор не обладает высокой точностью, т.к. учитывает число импульсов при τ=0 при отсутствии исследуемого сигнала.

Прототипом является многоканальный полярный коррелятор по авторскому свидетельству 444194 [2], состоящий из кольцевого распределителя 1, содержащего генератор тактовых импульсов 11 и триггеры 2₁-2_n, первого и второго вспомогательных триггеров первой группы ₁ и 4₁, первого и второго вспомогательных триггеров второй группы ₂ и 4₂, ключевых схем первой группы 5₁-5_n, первого и второго ключей второй группы 5₁ и 5_m, диодов 6 и 7, усилителя-ограничителя 8, первого и второго логических элементов И 9₁ и 9₂, счетчиков импульсов 10₁-10_n, схемы установки нуля первых вспомогательных триггеров 12 и логической схемы ИЛИ 13 и 14.

Однако указанный многоканальный полярный коррелятор сложен в техническом исполнении за счет использования ключа второй группы 5_m, первого и второго триггеров первой и второй вспомогательных групп 3₁ и 4₁ и 3₂ и 4₂, схемы установки нуля первых вспомогательных триггеров 12.

Целью изобретения является простота схемного решения многоканального полярного коррелятора и повышение надежности функционирования схемы.

Указанная цель достигается тем, что выход усилителя-ограничителя соединен со вторым входом второго элемента И, выход первого ключа соединен через запоминающий элемент с первым входом второго элемента И, а также с входом элемента НЕ и с первым входом элемента ИЛИ, выход элемента НЕ через второй вход элемента ИЛИ соединен со вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым счетчиком, а выход триггера соединен с первым входом первого элемента И, триггеры предназначены при появлении импульсов открывать ключевые схемы, а импульсы с выхода второго элемента И через ключевые схемы поступают на входы счетчиков.

Функциональная электрическая схема многоканального полярного коррелятора представлена на чертеже и состоит из кольцевого распределителя 1, содержащего генератор тактовых импульсов 11 и триггеры 2₁-2_n, усилителя-ограничителя 3, ключевых схем 4₁-4_n, первого и второго логических элементов И 5 и 9, логического элемента ИЛИ 6, элемента НЕ 7, запоминающего элемента 8 и счетчиков импульсов 10₁-10_n.

Многоканальный полярный коррелятор работает следующим образом. С выхода генератора 11 тактовые импульсы поступают на входы триггеров 2₁-2_n кольцевого распределителя 1. При срабатывании первого триггера 1 с его выхода импульс напряжения поступает только на управляющий вход ключевой схемы 4₁ и первый вход первого логического элемента И 5. Импульс напряжения с выходов триггеров 2₂-2_n поступает на управляющие входы соответствующих ключевых схем 4₂-4_n. При поступлении импульса с выхода первого триггера 2₁ кольцевого распределителя 1 открывается ключевая схема 4₁, через которую усиленный входной сигнал поступает на вход запоминающего элемента 8. Запомненный полярный сигнал поступает на первый вход второго элемента И 9. Причем на второй вход второго элемента И 9 непрерывно подается текущее значение усиленного входного сигнала. С выхода второго элемента И 9 снимается сигнал только в моменты срабатывания триггеров 2₂-2_n, при совпадении полярности текущего значения сигнала и запомненного, на соответствующие счетчики импульсов 10₂-10_n поступит входной сигнал, а первый счетчик 10₁ считает только рабочие циклы коррелятора. Элемент ИЛИ 6 настроен на положительное срабатывание, и при любой полярности входного сигнала с элемента ИЛИ 6 на второй вход первого элемента И 5 поступает положительный импульс. Так как на первый вход первого элемента И 5 поступает сигнал с первого триггера 2₁ кольцевого распределителя 1 тоже положительный, то с выхода первого элемента И 5 на первый счетчик импульсов 10₁ поступает сигнал только при наличии сигнала любой полярности. Таким образом, при отсутствии входного сигнала с выхода первого элемента И 5 не поступает на счетчик 10₁ импульс и запоминающий элемент 8 не фиксирует полярность входного сигнала, следовательно, повышается точность работы коррелятора.

При появлении импульса на втором триггере 2₂ открывается ключевая схема 4₂, и если значения с запоминающего элемента 8 и текущего сигнала совпадают на входах второго элемента И 9, то с его выхода через открытую ключевую схему 4₂ на вход счетчика 10₂ поступает импульс. Аналогично срабатывают ключевые схемы 4₂-4_n и счетчики 10₂-10_n.

По окончании одного цикла работы кольцевого распределителя 1 в первом триггере 2₁ вновь появляется импульс, что приводит к запоминанию нового текущего значения входного сигнала, и в дальнейшем цикл работы повторяется.

По истечении времени, необходимого для определения знаковой корреляционной функции, со счетчиков импульсов снимают отсчеты и определяют вероятности совпадения знаков как отношение числа, зафиксированного в соответствующем счетчике, к числу, зафиксированному в первом счетчике. Нормированная корреляционная функция случайного процесса находится через вероятность p(±±) как функция задержки τ р(τ)=-cos2πp(±±).

Число определяемых ординат нормированной корреляционной функции соответствует числу ячеек кольцевого распределителя 1, а дискретные значения аргументов кратны периоду генератора тактовых импульсов 11.

Диапазон частот исследования случайных процессов может быть изменен путем изменения частоты генератора тактовых импульсов 11, а изменение числа определяемых точек корреляционной функции - путем изменения числа триггеров 2₁-2_n кольцевого распределителя 1.

Как видно из вышеизложенного, разработанный многоканальный полярный коррелятор обладает простотой схемного решения и высокой точностью работы.

Источники информации 1. Жовинский В.И., Арховский В.Ф. Корреляционные устройства. М.: Энергия, 1974.

2. Авторское свидетельство 327495, опубликовано 26.01.1972 г. Бюллетень 5.

3. Авторское свидетельство 444194, опубликовано 25.09.1974 г. Бюллетень 35.

Формула изобретения

Многоканальный полярный коррелятор, содержащий кольцевой распределитель, состоящий из генератора тактовых импульсов, триггеров, на входы которых поступают импульсы с генератора, усилитель-ограничитель, первый ключ и ключевые схемы, первый и второй элементы И, первый счетчик импульсов и счетчики, элемент ИЛИ, отличающийся тем, что выход усилителя-ограничителя соединен со вторым входом второго элемента И, выход первого ключа соединен через запоминающий элемент с первым входом второго элемента И, а также с входом элемента НЕ и с первым входом элемента ИЛИ, выход элемента НЕ через второй вход элемента ИЛИ соединен со вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым счетчиком, а выход первого триггера соединен с первым входом первого элемента И, триггеры предназначены при появлении импульсов открывать ключевые схемы, а импульсы с выхода второго элемента И через ключевые схемы поступают на входы счетчиков.

РИСУНКИ

Рисунок 1